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桥梁设计的内容与基本原则

【摘要】:桥址中线宜与洪水流向正交,斜交时宜避免在桥头形成水袋而产生三角回流。当斜交不可避免时,桥梁纵向轴线与横向支承线夹角不宜小于60°,桥台的台尾边线应与线路中线垂直,困难条件下桥台台尾与线路中线不垂直时应采取与路基衔接的特殊过渡措施。① 桥梁设计应遵循因地制宜、就地取材和方便施工的原则。

1. 桥梁设计的主要内容

桥梁设计的主要内容包括:① 选择桥位;② 确定桥梁必需的长度和高度;③ 选择合理的桥梁结构形式并拟定桥跨及墩台基础的施工方案,即选择桥式及初拟结构尺寸;④ 对桥跨、墩台、基础进行结构设计,确定桥梁各部分的合理尺寸,保证桥梁在强度、刚度、稳定性三方面的要求。

桥涵布置应少占耕地,考虑水陆交通、排灌、水源保护区、野生动植物保护区、地下管线等对桥涵的要求和影响,并应与自然水系、地方排灌系统组成完整通畅的排水系统。跨越河流的桥梁以一河一桥为原则,不宜强行改移河道或以长大导流堤强行集中水流。天然河道不宜改移。当能明显改善桥涵工作状况或有显著经济效益时,天然河道可被改移;但应考虑河流水力条件变化的影响。桥址中线宜与洪水流向正交,斜交时宜避免在桥头形成水袋而产生三角回流。在通航河流上,桥址中线宜与航线正交。通航孔还应考虑变迁性河道的影响。桥梁结构宜设计为正交。当斜交不可避免时,桥梁纵向轴线与横向支承线夹角不宜小于60°,桥台的台尾边线应与线路中线垂直,困难条件下桥台台尾与线路中线不垂直时应采取与路基衔接的特殊过渡措施。

2. 桥梁设计的基本原则

桥梁设计必须遵从适用、经济、安全和美观的基本原则。具体应满足以下各项要求:

(1)使用上的要求。

桥上行车道与人行道宽度应保证列车(车辆)和人群的安全畅通,并能满足发展的需要;桥型、跨度和净空应满足泄洪、安全通航或通车等要求;建成的桥梁要保证使用年限,便于检修;桥梁两端方便车辆进入和疏散,而不致产生交通堵塞现象;考虑综合利用,方便各种管线(水、电气通信等)的搭载等。

(2)经济上的要求。

① 桥梁设计应遵循因地制宜、就地取材和方便施工的原则。

② 经济的桥型应该是造价和养护费用综合最省的桥型。设计中应充分考虑维修的方便和减少维修费用,维修时尽可能不中断交通,或中断交通的时间最短。

③ 所选择的桥位应是地质水文条件好,并使桥梁长度较短的位置。

④ 桥位应考虑建在能缩短河道两岸运距的地方,以促进该地区的经济发展,产生最大的效益。对于过桥收费的桥梁应能吸引更多的车辆通过,达到尽快回收投资的目的。

⑤ 在设计中应尽量采用先进的施工技术和设备,以满足快速施工的要求,降低总造价,提高经济效益。

(3)结构和构造上的要求。

整个桥梁结构及各部构件,在制造、运输、安装和使用过程中均应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。

(4)美观上的要求。

一座桥梁应具有优美的外形,而且这种外形从任何角度看都应该是优美的,结构布置必须精练,并在空间上有和谐的比例。桥型应与周围环境相协调,城市桥梁和游览地区的桥梁,可较多地考虑建筑艺术上的要求。合理的结构布局和轮廓是使桥梁美观的主要因素,另外,施工质量对桥梁美观也有很大影响。

(5)技术先进。

在因地制宜的前提下,桥梁设计应尽可能采用成熟的新结构、新设备、新材料和新工艺。

在注意认真学习国内外的先进技术,充分利用最新科学技术成就的同时,应努力创新,淘汰和摒弃原来落后和不合理的设计思想。只有这样才能更好地贯彻适用、经济、安全、美观的原则,提高我国的桥梁建设水平,赶上和超过世界先进水平。

(6)环境保护可持续发展要求。

桥梁设计应考虑环境保护和可持续发展的要求:从桥位选择、桥跨布置、基础方案、墩身外形、上部结构施工方法、施工组织设计等全面考虑环境要求;采取必要的工程控制措施,并建立环境监测保护体系,将不利影响减至最小。

(7)安全上的要求。

① 所设计的桥梁结构在强度、稳定和耐久性方面应有足够的安全储备。

② 防撞栏杆应具有足够的高度和强度,人与车流之间应做好防护栏,防止车辆撞入人行道或撞坏栏杆而落到桥下。

③ 对于交通繁忙的桥梁,应设计好照明设施并有明确的交通标志,两端引桥坡度不宜太陡,以避免发生车辆碰撞等引起车祸。

④ 对于河床易变迁的河道,应设计好导流设施,防止桥梁基础底部被过度冲刷;对于通行大吨位船舶的河道,除按规定加大桥孔跨径外,必要时应设置防撞构筑物等。

⑤ 对于修建在地震区的桥梁,应按抗震要求采取防震措施;对于大跨柔性桥梁,尚应考虑风振效应;对于车速较高的铁路桥梁,还应考虑车辆耦合振动所引起的行车安全性及乘车舒适性问题。